Το γραφένιο αποτελεί εδώ και μερικά χρόνια ένα από τα υλικά που εξιτάρουν τη φαντασία των επιστημόνων χάριν στις μοναδικές ηλεκτρικές, θερμικές, οπτικές, μηχανικές και χημικές ιδιότητες του και δεν είναι λίγες οι πιθανές εφαρμογές που έχουμε δει κατά καιρούς (από μπαταρίες μέχρι προφυλακτικά). Παρόλα αυτά, η διδιάστατη δομή του αποτελεί ανασταλτικό παράγοντα για την πρακτική χρήση του και οι ερευνητές δοκιμάζουν τρόπους για να του προσδώσουν τρισδιάστατη δομή. Το αρνητικό, όμως, είναι ότι μέχρι πρότινος οι τρισδιάστατες δομές οδηγούσαν σε σημαντική υποβάθμιση των "μαγικών" ιδιοτήτων του.

Παρόλα αυτά, μια ερευνητική ομάδα του MIT κατάφερε να δημιουργήσει μια τρισδιάστατη δομή του γραφενίου με τη βοήθεια 3D printer, η οποία μοιάζει με σφουγγάρι (πορώδες υλικό), έχει μόλις το 5% της πυκνότητας του ατσαλιού, αλλά είναι 10 φορές ισχυρότερο.

Οι ερευνητές ανέλυσαν την συμπεριφορά του γραφενίου σε ατομικό επίπεδο και δημιούργησαν προσομοιώσεις σε υπολογιστή για να προβλέψουν τα αποτελέσματα μετά από εφαρμογή έντονης έντασης και πίεσης. Έτσι ανακάλυψαν ότι η συμπίεση μικρών "νιφάδων" γραφενίου σε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και πίεσης οδηγούσε στη δημιουργία ισχυρών, σταθερών πορώδων δομών όπως αυτές των κοραλλίων. Οι δομές αυτές αποδείχτηκαν ιδιαίτερα περίπλοκες και ουσιαστικά η χρήση 3D printer ήταν ο μοναδικός τρόπος για να καταφέρουν να τις κατασκευάσουν στην πραγματικότητα.

Η μέθοδος θα μπορούσε να εφαρμοστεί και σε άλλα υλικά, από οργανικά πολυμερή μέχρι μπετόν, για την κατασκευή δομών με μεγαλύτερη ισχύ, μικρότερο βάρος και καλύτερες μονωτικές ιδιότητες.

[via]

 

Advertisements